Air pollution modeling in İskenderun region of Turkey
Türkiye'de İskenderun bölgesindeki hava kirliliğinin modellenmesi
- Tez No: 143651
- Danışmanlar: PROF. DR. AYSEL ATİMTAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hava kirliliği tesbiti, Emisyon envanteri, Hava kalitesi modellemesi, ISCST3 modeli, Hava kalitesi, Demir-Çelik endüstrisinden kaynaklanan emisyonlar
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 335
Özet
İskenderun Körfez Bölgesi, Türkiye'nin güney doğusunda bulunan ve demir- çelik endüstrisinin en yoğun olduğu bir bölgedir. Bu bölgede, Türkiye'nin ikinci en büyük entegre demir-çelik tesisi olan ISDEMIR ve daha birçok demir- çelik haddehaneleri bulunmaktadır. Bölgede demir-çelik endüstrisinin yoğun olarak bulunması ve bu tesislerde çevre kirliliğini azaltıcı önlemlerin alınmamasından dolayı, özellikle hava kirliliği problemi önemli boyutlara ulaşmıştır. Bu kirlilik bölgede yaşayan insanların sağlığı ve ekosistem üzerinde zararlı etkiler yapmaktadır. Bu çalışmada, İskenderun bölgesinde hava kirleticileri için daha önce yapılmamış olan ve ilk kez bu çalışmada ele alınan bir“emisyon envanteri”gerçekleştirilmiştir. Emisyon envanterine dahil edilen emisyon kaynaklan: endüstriyel kaynaklar, evsel ısınma kaynaklan ve bölgedeki hem şehirlerarası hem de şehiriçindeki yollardaki trafiktir. Emisyon envanteri yapılan kirleticiler: Partiküler Madde (PM), S02, NOx, CO ve uçucu hidrokarbonlardır (NMVOC). Emisyon envanteri sonuçlan atmosfere yılda 19951 ton partiküler madde, 40883 ton S02, 10764 ton NOx, 109938 ton CO ve 5665 ton NMVOC atıldığını göstermiştir. Emisyon kaynaklan arasında endüstriyel kaynaklann, PM ve SO2 için toplam emisyonun %95 'inden sorumlu olduğu anlaşılmıştır. Bu oran NOx ve CO için sirasi ile %68 ve %73 olarak bulunmuştur. Ancak, toplam NMVOC emisyonunun sadece %4'ü endüstriden kaynaklanmaktadır. Trafikten kaynaklanan NOx ve CO oranlan, toplam emisyonun sırasıyla %3 1 ve %27 si olarak tesbit edilmiştir. İskenderun bölgesinde emisyonlardan kaynaklanan PM, SO2, NOx ve CO için yer seviyesi konsantrasyonlan,“Dağılım Modeli”kullanılarak hesaplanmıştır. Kullanılan model A.B.D.'de EPA tarafından geliştirilen ve onaylanan ISCST3 (3. sürüm) (Industrial Source Complex-Short Term) modelidir. Modelleme için göz önüne alınan alan 25 km x 50 km büyüklüğündedir. Bölgede topografik koşullar, bir tarafta Akdeniz'in diğer tarafta Amanos dağlannın bulunmasından dolayı oldukça komplekstir. Bu çalışmada topografya verileri de modellemeye dahil edilmiştir. Meteoroloji verileri, hakim rüzgar yönlerinin Güney ve Batı olduğunu göstermiştir. Aynca, kirleticiler için yaş ve kuru çökelme de modellemede göz önüne alınmıştır. Modelleme çalışması sonunda elde edilen sonuçlardan eş konsantrasyon eğrileri çizilerek, hava kirliliği haritalan hazırlanmıştır. Çalışma bölgesi içindeki bazı alanlarda Türk Hava Kalitesi Korunması Yönetmeliği(1986)'nde, Dünya Sağlık Teşkilatı ve Avrupa Birliği yönetmeliklerinde verilen sınır değerlerin aşıldığı görülmüştür. Diğer taraftan İskenderun, Dörtyol ve Payas gibi kentsel alanlarda hava kirliliğinin büyük ölçüde evsel ısınma ve şehiriçi trafik kaynaklı olduğu bulunmuştur. Ancak, Dörtyol ve Payas gibi yerleşim bölgelerindeki hava kirliliğinde, bu bölgelerin güney ve günebatısmda yerleşik olan İSDEMİR ve demir-çelik haddehanelerinden kaynaklanan kirliliğin de etkili olduğu görülmüştür. Model sonuçlan İskenderun'da hava kirliliği ölçüm istasyonunda yapılan SO2 ölçümleri ile karşılaştınlmıştır. Aynca model sonuçlan ile istatistiksel analiz yapılmış ve bu analizler sonunda modelin, yer seviyesindeki SO2 konsantrasyonunu %67 doğrulukla hesaplayabildiği bulunmuştur. Modelle bulunan değerler ölçüm değerlerinin altındadır. İncelenen hava kirleticilerinin yer seviyesi konsantrasyonlarını azaltabilme olasılıklarını değerlendirmek amacıyla, evsel ısınma ve endüstriyel emisyon kaynaklan için dört değişik“Hava Kalitesi Yönetim Senaryosu”geliştirilmiştir. Bu senaryoların incelenmesi sonucunda ISDEMIR'dan çıkan PM emisyonları kontrol edilirse ve demir-çelik haddehanelerinde %6 kükürt içeren fuel-oil yerine %1.5 kükürt içeren fuel-oil kullanılırsa, sadece Dörtyol ve Payas civannda değil, tüm İskenderun Körfez Bölgesi 'nde hava kalitesinin iyileşebileceği görülmüştür. Bu senaryoların uygulanması ile yıllık ortalama PM ve SO2 konsantrasyonlarında sırası ile %70 ve %40 oranında azalma sağlanacaktır. Demir-çelik haddehanelerinin baca yüksekliği 25 m den 50 m ye çıkarıldığında Dörtyol and Payas'ta yıllık ortlama SO2 kontrasyonu %30 oranında azalacak, evsel ısınmada kömür yerine doğal gaz kullanıldığında ise şehirlerde PM ve SO2 problemi ortadan kalkacaktır. Bu çalışma sonunda bölgede yapılması gereken“Temiz Hava Planı”için de öneriler geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The Gulf of iskenderun is a region in southeastern Turkey where steel industries are concentrated. It houses ISDEMXR, the 2nd largest integrated steel mill of Turkey, and a number of foundries and re-rolling mills. As a result of concentrated industrial activities without taking care of their impacts on the environment, the air pollution in this area has risen to high levels. This may have adverse effects on the human health and ecosystem in this region In this study the emission inventory of air pollutants in iskenderun region has been prepared for the first time. The types of sources included in this study were industrial, domestic heating and traffic on inter-city as well as urban roads. Pollutants included were Particulate Matter (PM), SO2, NOx, CO, and non-methane volatile organic compounds (NMVOC). The results of the emission inventory revealed that the annual emissions of PM, SO2, NOx, CO and NMVOC were 19,951 tons, 40,833 tons, 10,764 tons, 109,938 tons and 5665 tons, respectively. Industrial sector was responsible for more than 95% of the total emissions of PM and S02. Moreover, 68% of NOx and 73% of CO emissions were also due to industries. However, industries were responsible for only 4% of the total NMVOC emissions. Traffic sources were responsible for 31% of NOx and 27% of CO in the total annual emissions from the iskenderun Region. The dispersion modeling of pollutants from all sources in iskenderun Region were studied to estimate the ground level concentrations of PM, SO2, NOx and CO. The ISCST3 model, developed and approved by the U.S. EPA was used. The dimensions of study area were 25 km x 50 km. The local terrain was complex because of having the Mediterranean Sea and Amanos Mountains range along with a flat land. Topographical data was included into the modeling calculations. The meteorological data showed that the dominant wind directions were from S and W. Dry and wet depositions of the pollutants were also considered. The concentration maps developed on the basis of results of modeling calculations showed that the ground level concentrations at some places in the study area were above the Turkish Air Quality Protection Regulation of 1986, WHO Guidelines, and the EC Regulation limits. On the other hand, the modeling results showed that the pollutant concentrations in urban areas like iskenderun, Dörtyol and Payas were mainly due to domestic heating activities and urban traffic. However, Dörtyol and Payas have some impacts due to emissions from re-rolling steel mills and ISDEMIR, which are located to the south and southwest of these towns. Statistical analyses showed that the accuracy of the model in predicting the ground level concentrations of SO2 was 67%. The model calculations under predicted the observed concentrations of S02. Four different air quality management scenarios for domestic heating and industrial sources were studied to evaluate the possibilities of reducing ground level concentrations of pollutants. Results of these scenarios showed that the control of PM emissions from ISDEMIR and replacing fuel oil used by all of the re-rolling steel mills having 6% by wt. sulfur with a fuel oil having 1.5% by wt. sulfur, would greatly improve the quality of air not only in Dörtyol and Payas but in whole of the iskenderun Region. The annual average ground level concentrations of PM and SO2 will decrease by 70% and 40%, respectively. Increasing the stack heights of other industries from 25m to 50 m will lead to 30% reduction in the annual average ground level SO2 concentrations in Dörtyol and Payas. The use of natural gas for domestic heating will totally eliminate the PM and SO2 problems in the urban areas of the iskenderun Region. Based on the results of this study, suggestions have been listed for the“Clean Air Plan”in the region Keywords; Air pollution assessment, Emission inventory, Air pollution modeling, ISCST3, Air quality, emissions from iron and steel industries.
Benzer Tezler
- Evaluation of EMEP SO2 emissions for Turkey using WRF-CMAQ modeling system
Emep SO2 emisyonlarının WRF-CMAQ model sistemi kullanılarak Türkiye için değerlendirilmesi
AMIRHOSSEIN ABDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL
- Hibrit araçların bileşenlerinin tasarımı, modellenmesi ve güç yönetim stratejisinin belirlenmesi
Design, modeling and determination of power management strategy of hybrid vehicle components
MURAT FERHAT DOĞDU
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER ATİLLA REYHANCAN
- Türkiye ulaştırma sistemlerindeki emisyon değerlerinin analizi ve tahmini
Analysis and forecast of emission values in Turkish transportation systems
CENG AYGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Ulaşımİskenderun Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK CANSIZ
- Akıllı kentlerde alansal hava kirliliğinin belirlenmesi ve kirlilik modellemesi: Erzurum ili örneği
Determination of area air pollution and pollution modeling in smart cities: A case study of Erzurum province
ŞAHİN KORKMAZ
Doktora
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP CEYLAN
- Kocaeli ili Körfez ilçesinde hava kirletici kaynaklarının ve hava kalitesi seviyesinin belirlenmesi
Determination of air quality and air pollutant sources in Korfez district in Kocaeli
KAZIM ONUR DEMİRARSLAN
Doktora
Türkçe
2012
Çevre MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞENAY ÇETİN DOĞRUPARMAK